i ' . v j ” ' . , :j\ A < Ą ' ' V ł
■'''';f4}F3i:''';'’H
;;';|'іў;.:^> ^Г ;:..< х:-:3:';:;Х ::.:ў;;Х ;> ;Г хл> > :'> й ^ ...' ...:<-;с*:-л:Л::Л;-х;х;^л-:«
' ' '" ' i 3 I \ : . - -'j
І#ІШІ
’ F2
Рисунок 2 - Схема уравновешивания гироскопических сил Естественно, что основная слолшость такой конструкции состоит в разрезном коленчатом вале. Однако в настоящее вре
мя такие конструкции существуют и устанавливаются на маши
нах специального назначения, но с несколько другими целями - выключение нескольких цилиндров из работы для экономии то
плива при частичных нагрузках.
УДК 621.436
ТЕПЛОВАЯ НАГРУЖЕННОСТЬ РАСПЫЛИТЕЛЕЙ ФОРСУНОК ДИЗЕЛЕЙ И МЕТОДЫ ЕЕ СНИЖЕНИЯ
Жариов Михат Викторович Научный руководитель - д-р техн, наук, проф, Кухаренок Г.М.
(Белорусский национальный технический университет) В данной работе рассматриваются проблема перегрева распыли
теля форсунки и методы ее решения на двигателях Минского моторно
го завода.
Из всех узлов топливной аппаратуры распылитель нахо
дится в наиболее тяжелых условиях работы. Его детали подвер
гаются переменному высокому давлению топлива и цилиндро
вых газов, воздействию высоких температур, что является при
чиной выхода из строя распылителя - его коксуемости и потери подвижности иглы.
Исследованию температурного режима распылителей по
священо множество работ. Все авторы признают тот факт, что температура распылителя прямо влияет на его коксуемость и
потерю подвижности иглы.
Надежность форсунки определяется в основном двумя факторами:
- стабильностью параметров распылителя - его стойко
стью против коксуемости;
- качеством распыливания.
На интенсивность коксования сопловых отверстий распы
лителя наиболее существенно влияние оказывает: протекание конечной фазы подачи топлива, качество топлива, материал распылителя, а главное - его температура.
При работе форсунок с повышенной температурой поми
мо высокой склонности к коксованию проходных сечений воз
можно зависание иглы в корпусе распылителя вследствие теп
ловых деформаций и появления отложений на сопрягаемых по
верхностях. Происходит снижение твердости материала корпуса и иглы вследствие отпуска, что является причиной износа уп
лотняющих конусов и нарушении герметичности.
По данным различных источников температура «порога»
интенсивного коксования распылителей лежит в пределах 180...190Х.
При этом установлено, что температура около 220°С явля
ется для распылителей уже критической. К этому пределу близ
него высоких температур, с течением времени проводящим к микроструктурным изменениям материала и коксуемости, в ди- зелестроении применяются различные способы снижения теп- лонапряженности распылителя. В дизелях большой мощности (судовых, стационарных) возможно использование сложных по конструкции и эксплуатации охлаждаемых форсунок. Имеются два основных пути снижения температуры распылителя:
1. Отвод теплоты от распылителя методом: его охлажде;- ния. Для этого требуется усложнение и удорожание конструк
ции: применение, например, стаканов форсунки из латуни с обеспечением герметичности водяной рубашки.
2. Ограничение передачи теплоты к распы.аителю и уменьшение его нагрева. Это наиболее простой способ сниже
ния температуры.
Основное количество тегшоты к распылителю подводится со стороны цилиндровых газов через радиальный за:юр между носиком распылителя и поверхностью отверстия головки ци
линдров. Обычно монтажный зазор составляет 0,3...0,4 мм на сторону. А при эксцентричном положении форсунки зазор мо
жет увеличиваться до 0,8 мм. Изменение же радиштьного зазора от 0,2 до 0,8 мм повышает температуру распылителя примерно на 40^0.
Для предотвращения прорыва газов между торцем отвер
стия в головке цилиндров и торцем гайки форсунки в основном используется кольцевая прокладка из меди. Эти прокладки не предотвращают утечки газов через кольцевой зазор между рас
пылителем и внутренним диаметром прокладки.
Фирмой «BOSCH» для снижения температуры распыли
теля было запатентовано и использовалось в серийном произ
водстве экранирование распылителей металлическими чехлами (рисунок 1).
l - 0 6.3-<J
Рисунок 1
На Минском моторном заводе работы по снижению тем
пературы распылителей с целью уменьшения коксуемости рас
пылителей начались с разработкой дизелей с непосредственным впрыском. Частично проблема решалась применением латунно
го стакана, а позднее организацией ирггенсивного охлаждения монолитного чугунного стакана форсунки.
Однако, дальнейшее форсирование дизелей, обусловив
шее повышение температурного режима распылителей, вызвала острую необходимость тепловой защиты распылителей. Отде
лом главного конструктора ММ3 были опробованы различные варианты теплозащиты распылителя. Одним из них было напы
ление теплоизолирующего материала (окись циркония) на кор
пус распылителя.
Такое решение позволяло снизить температуру носика распылителя на 10...12'^С, однако оно не нашло применения в связи с тем что технология напыления была трудоемка и неста
бильна а так же требовалось увеличить диаметр отверстия в го
ловке цилиндров, что приводило к возможности появления тре
щин межклапанных перемычек.
Самым оптимальным вариантом по эффективности в сни
/'^ ^ " -і
СЛііЙ іЙ Чй-^''''-''
Рисунок 2
Прокладка из фторопласта, обладающего текучестью, на
дежно предохраняет распылитель от проникновения горячих газов и его перегрева. Осевое усилие при установке форсунки в головку цилиндров деформирует фторопластовую вставку и об
разует на торцах кольцевые выступы, которые теплоизолируюг гайку форсунки от торца головки. Стальная обойма фріксйрует расположение носика относительно камеры сгоранрія (рисунок 2). Применение сталь-фторопластовой прокладки- экрана снижает температуру в зоне сопловых отверстий распы
лителя на 18...30^С и на 25...35'^С в зоне прецизионной части., обеспечивая его стойкость распылителя против коксуемости и заклинивания иглы. Внедрение указанной конструкции не по
требовало каких-либо изменений сопрягаемых деталей и в на
стоящее время на все двигатели ПО ММ3 устанавливаются ука
занные прокладки-экраны. Эффективность конструкции под
тверждена ее использованием на серийно выпускаемых дизелях других заводов. Конструкция защищена патентом Республики Беларусь № 868.
